Entenda o calor de hidratação do cimento
Uma dúvida muito comum na engenharia é: por que o concreto esquenta durante o endurecimento?
Para quem observa a concretagem pela primeira vez, isso pode parecer contraintuitivo. Afinal, a mistura contém água, e intuitivamente esperaríamos que o material resfriasse enquanto endurece.
No entanto, o concreto não endurece porque seca.
Ele endurece porque ocorre uma reação química entre o cimento e a água, conhecida como hidratação do cimento.
E essa reação libera calor.
Esse fenômeno é chamado de calor de hidratação e é um dos aspectos mais importantes da tecnologia do concreto, especialmente em estruturas de grande volume, como blocos de fundação, radiers e barragens.
Concreto não seca: ele hidrata
O cimento Portland é composto principalmente por quatro fases minerais:
- C₃S – silicato tricálcico
- C₂S – silicato dicálcico
- C₃A – aluminato tricálcico
- C₄AF – ferroaluminato tetracálcico
Quando esses compostos entram em contato com a água, ocorre uma série de reações químicas que produzem novos compostos hidratados.
Os principais produtos formados são:
- C-S-H (silicato de cálcio hidratado)
- hidróxido de cálcio – Ca(OH)₂
O C-S-H é o principal responsável pela resistência mecânica do concreto.
Ele forma uma estrutura microscópica que preenche os vazios e conecta os grãos da mistura, criando uma matriz rígida.
Esse processo é chamado de hidratação do cimento.
O que são reações exotérmicas
Durante a hidratação do cimento ocorre um fenômeno importante: a reação libera energia térmica.
Reações químicas que liberam calor são chamadas de reações exotérmicas.
Em termos simples:
- o cimento reage com a água
- novas fases minerais são formadas
- energia química é liberada na forma de calor.
Esse calor liberado durante a hidratação é chamado de calor de hidratação do cimento.
Dependendo do tipo de cimento, o calor total liberado pode atingir aproximadamente:
300 a 500 kJ por kg de cimento.
Em estruturas de grande volume, essa energia pode elevar significativamente a temperatura do concreto.
Por que o concreto pode atingir temperaturas elevadas
Em peças pequenas, como vigas ou pilares, o calor gerado pela hidratação se dissipa rapidamente para o ambiente.
No entanto, em estruturas massivas, o calor pode ficar retido no interior da peça.
Exemplos típicos incluem:
- blocos de fundação
- radiers espessos
- barragens
- grandes pilares
- bases de equipamentos industriais.
Nesses casos, a temperatura interna do concreto pode subir 20 °C a 70 °C acima da temperatura ambiente.
Esse aumento de temperatura pode gerar gradientes térmicos, especialmente entre o núcleo da peça e a superfície.
Risco de fissuração térmica
Quando o concreto aquece e depois esfria, ocorrem variações volumétricas.
Se diferentes partes da estrutura estiverem a temperaturas distintas, podem surgir tensões internas.
Essas tensões podem gerar:
- fissuração térmica
- perda de durabilidade
- comprometimento do desempenho estrutural.
Por isso o controle térmico é uma preocupação importante em concretagens de grande volume.
Qual temperatura exige atenção durante a concretagem
Diversas recomendações técnicas indicam limites de temperatura para o concreto fresco.
Em geral:
- temperaturas acima de 30 °C já exigem cuidados adicionais na concretagem
- temperaturas acima de 35 °C são consideradas críticas em muitos casos.
Em obras de grande volume, recomenda-se frequentemente suspender ou reprogramar a concretagem quando a temperatura do concreto fresco ultrapassa aproximadamente 35 °C, dependendo das especificações do projeto e das condições ambientais.
Isso ocorre porque temperaturas elevadas podem provocar:
- aceleração excessiva da hidratação
- perda de trabalhabilidade
- maior risco de fissuração térmica.
Em obras de grande porte, estratégias de controle podem incluir:
- uso de cimento de baixo calor de hidratação
- resfriamento dos agregados
- uso de gelo na mistura
- concretagem em horários noturnos
- monitoramento da temperatura interna da peça.
Assista à explicação em vídeo
Produzimos também um vídeo explicando esse fenômeno de forma visual e didática.
No vídeo mostramos:
- por que o concreto não seca, ele hidrata
- o que é o calor de hidratação
- por que o concreto pode aquecer durante o endurecimento
- quando a temperatura pode se tornar um problema em obras reais.
▶ Assista ao vídeo aqui
Conclusão
O aumento de temperatura observado durante o endurecimento do concreto é consequência direta das reações de hidratação do cimento.
Essas reações são exotérmicas, liberando calor à medida que novos produtos hidratados são formados.
Em elementos estruturais de grande volume, esse calor pode elevar significativamente a temperatura interna do concreto, exigindo cuidados adicionais para evitar fissuração térmica e perda de desempenho da estrutura.
Por esse motivo, o controle da temperatura durante a concretagem é um aspecto fundamental da tecnologia do concreto e da engenharia estrutural.
Referências técnicas
Mehta, P. K.; Monteiro, P. J. M.
Concrete: Microstructure, Properties and Materials.
Neville, A. M.
Properties of Concrete.
ABCP – Associação Brasileira de Cimento Portland
Tecnologia do Concreto.
